(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極活物質層、電解質層、負極活物質層が積層された単電池層を集電体を介在させて複数積層し、積層方向両端に位置する前記正極活物質層と前記負極活物質層に前記集電体を接続した電池要素を含む双極型電池積層体と、
前記双極型電池積層体の前記積層方向両端に位置する集電体に固定される電極タブと、
を備えた双極型二次電池であって、
前記電極タブは、前記双極型電池積層体の前記積層方向両端に位置する集電体に対して、前記電極タブと前記集電体とが当接する接着面に設けた接着部によって固定され、
前記双極型電池積層体は、前記電極タブと前記電極タブとの間に複数個積層され、隣接する双極型電池積層体と双極型電池積層体は両双極型電池積層体が当接する接着面に設けた接着部によって固定されていることを特徴とする双極型二次電池。
【請求項２】
前記単電池層の積層方向から見た外周部に前記単電池層を密封するシール部が設けられ、
前記接着部は、前記積層方向から見て前記シール部と重なる位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の双極型二次電池。
【請求項３】
前記接着部は、前記接着部が形成する形状の重心位置が前記双極型電池積層体の接着面の重心位置に一致していることを特徴とする請求項１または２に記載の双極型二次電池。
【請求項４】
前記接着部は、点状に２箇所以上設けることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の双極型二次電池。
【請求項５】
前記接着部は、導電性を有する導電性接着剤から成る接着剤で形成することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の双極型二次電池。
【請求項６】
前記電解質は、固体電解質であることを特徴とする請求項１に記載の双極型二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、双極型二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護の高まりを受け、各産業界においては二酸化炭素排出量の低減に注目が集まっている。自動車業界においては、二酸化炭素排出量の低減に注目し、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池自動車の早期の普及を目指している。これらの自動車を早期に普及させるためには、高性能の二次電池の開発が欠かせない。現在、二次電池の中では、高エネルギー密度、高出力密度が達成できる積層型の双極型二次電池に注目が集まっている。
【０００３】
一般的な双極型二次電池は、複数個の双極型電極を、電解質層を介在させて積層した電池要素と、電池要素の全体を包み込んで封止する外装材と、電流を取り出すために外装材から外部に導出された端子と、を含んでいる。双極型電極は、集電体の一方の面に正極活物質層を設けて正極を形成し、他方の面に負極活物質層を設けて負極を形成している。正極活物質層、電解質層、および負極活物質層を順に積層したものが単電池層であり、この単電池層が一対の集電体の間に挟み込まれている。双極型電池積層体は、電池要素内においては双極型電極を積層する方向つまり電池の厚み方向に電流が流れるため、電流のパスが短く、電流ロスが少ないという利点がある。
【０００４】
従来、積層型の双極型二次電池としては、下記特許文献１に記載されているような構造の双極型二次電池を挙げることができる。特許文献１に記載されている双極型二次電池は、双極型二次電池の積層方向の両端面にエンドプレートを位置させている。そして、これらのエンドプレートによって双極型二次電池の積層方向から双極型二次電池を加圧する。このように双極型二次電池を加圧することによって、高エネルギー密度、高出力密度の双極型二次電池が得られるようにしている。
【特許文献１】特開２００６−０７３７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような双極型二次電池を数々の振動が加えられる自動車に搭載した場合には、振動によって双極型二次電池の性能が低下する場合がある。これは、例えば、路面または動力源からの振動が双極型二次電池を形成している複数の積層された双極型電池積層体同士の間や双極型電池積層体と双極型電極との間にズレを生じさせることがあるからである。このズレが生じると、双極型二次電池内の内部抵抗が増加し、出力できる電力量が減少するなど、双極型二次電池の性能が低下する。
【０００６】
また、自動車に搭載する場合には、双極型二次電池の性能の低下を見越して、本来必要とされるべき双極型電池積層体の数よりも多くの数の双極型電池積層体を積層させて双極型二次電池を形成する必要が生じる。
【０００７】
本発明は、積層された双極型電池積層体同士の間や双極型電池積層体と電極タブの間のズレを防止することができる双極型二次電池の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
電池要素は、正極活物質層、電解質層、負極活物質層が積層された単電池層を集電体を介在させて複数積層し、積層方向両端に位置する前記正極活物質層と前記負極活物質層に前記集電体を接続して形成する。双極型電池積層体は、電池要素を備えている。
【０００９】
前記双極型電池積層体の前記積層方向両端に位置する集電体には電極タブが固定される。双極型電池積層体と、電極タブとで双極型二次電池が形成されている。
【００１０】
前記双極型電池積層体の前記積層方向両端に位置する集電体に対して、前記電極タブと前記集電体とが当接する接着面には接着部が形成され、この接着部によって前記電極タブと前記集電体とが固定されている。
【００１１】
双極型電池積層体を複数積層して双極型二次電池を形成するときには、隣接する双極型電池積層体が当接する接着面には接着部が形成され、この接着部によって、積層方向上下に位置する双極型電池積層体と双極型電池積層体が固定される。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る双極型二次電池によれば、振動が与えられる環境下で使用された場合でも、双極型電池積層体同士のズレや双極型電池積層体と電極タブとの間のズレを抑えることができるため、ズレにより発生する抵抗の増加を防止することができる。
【００１５】
また、本発明に係る双極型二次電池によれば、双極型二次電池の重量、体積を抑えることができるため、出力密度の高い双極型二次電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明は、双極型二次電池を構成する複数の双極型電池積層体のそれぞれを積層方向で接着し、双極型電池積層体と電極タブを接着し、耐振動性に優れた双極型二次電池を提供するものである。
【００１９】
本発明では、耐振動性に優れた双極型二次電池を提供するために、双極型電池積層体同士および双極型電池積層体と電極タブの接着に種々の接着パターンを採用している。
【００２０】
以下に、接着パターン別に、第１の実施形態から第４の実施形態に分けて、本発明の双極型二次電池を説明する。
【００２１】
なお、図面では、双極型二次電池を構成する各層の厚みや形状を誇張して描いている。これは発明の内容の理解を容易にするためであり、実際の双極型二次電池の構成と整合しているものではない。
【００２２】
＜第１の実施形態＞
図１Ａは、本発明の第１の実施形態に係る双極型二次電池の断面図、図１Ｂは、図１Ａに示した双極型二次電池の接着部を示す図である。図２は、図１に示した双極型二次電池を構成する双極型電池積層体の断面図である。図３は、図２に示した双極型電池積層体を構成する双極型電極の断面図である。図４は、図２に示した双極型電池積層体が有する単電池層の説明に供する図である。図５は、図３に示した双極型電極の外周部にシール前駆体を配置する様子を示す図である。図６は、シール前駆体を配置した双極型電極上にセパレータを設置し、セパレータの上から電極の外周部上（前記シール前駆体を形成した部分と同じ部分）にシール前駆体を配置する様子を示した図である。
【００２３】
（双極型二次電池）
図１Ａに示す双極型二次電池１０は、図２に示すような双極型電池積層体４０を複数個（図１Ａでは４個）積層することによって形成される。双極型二次電池１０の積層方向の両端面には複数個の双極型電池積層体４０を挟み込むように一対の電極タブ５０、６０が取り付けられている。
【００２４】
双極型電池積層体４０と双極型電池積層体４０の間および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０の間には、図１Ｂに示すように接着剤を全面に点状に規則的に塗布した接着部９０が設けられる。この接着部９０によって双極型電池積層体４０同士および双極型電池積層体４０とタブ５０，６０とを相互に固定する。図１Ａでは双極型二次電池１０が複数の双極型電池積層体４０を積層することによって形成されている場合を例示しているが、双極型二次電池１０が１つの双極型電池積層体４０で形成されることも可能である。
【００２５】
（双極型電池積層体）
双極型電池積層体４０は、図２に示すように、集電体２２、正極活物質層２３、負極活物質層２４から成る複数の双極型電極２１を、電解質層２５を介在させて積層して形成する。正極活物質層２３、電解質層２５、負極活物質層２４によって電池要素２０が形成され、電池要素２０の積層方向両端面に集電体２２を含めることで単電池層２６が形成される。それぞれの単電池層２６を構成する電池要素２０の周囲には、電池要素２０と外気との接触を遮断するシール部３０が形成される。図２に示される双極型電池積層体４０は５層の単電池層２６が設けられているが、層の数は任意に選択できる。
【００２６】
第１の実施形態では、４個の双極型電池積層体４０が、双極型電極２１を積層する方向（図１Ａにおいて上下方向）に積層され、電気的に直列に接続されて、双極型二次電池１０を構成している。双極型二次電池１０はさらに、一対の電極タブ５０、６０によって複数個の双極型電池積層体４０を挟み込み、外装材を用いて真空密封される。図１Ａにおいて上側に示される電極タブ５０は、最上位の双極型電池積層体４０の正極側を電気的に接続する正極端子が接続される。また、図１Ａにおいて下側に示される電極タブ６０は、最下位の双極型電池積層体４０の負極側を電気的に接続する負極端子が接続される。
【００２７】
（双極型電極）
前記双極型電極２１は、図３に示すように、集電体２２の一方の面に正極活物質層２３を配置して正極が形成され、他方の面に負極活物質層２４を配置して負極が形成されている。電池要素２０の正極末端極は、集電体２２の一方の面に正極活物質層２３のみが設けられ、図２において最上位の双極型電極２１の上に電解質層２５を介して積層される。電池要素２０の負極末端極は、集電体２２の一方の面に負極活物質層２４のみが設けられ、図２において最下位の双極型電極２１の下に電解質層２５を介して積層される。正極末端極および負極末端極も双極型電極２１の一種である。
【００２８】
（集電体）
本実施形態で用いることのできる集電体の材料は、特に制限されるものではなく、従来公知のものを利用することができる。例えば、アルミニウム箔、ステンレス箔（ＳＵＳ）、ニッケルとアルミニウムのクラッド材、銅とアルミニウムのクラッド材、あるいはこれらの金属の組み合わせのめっき材などが好ましく利用できる。また、金属表面に、アルミニウムを被覆させた集電体であってもよい。また、場合によっては、２つ以上の金属箔を張り合わせた集電体を用いてもよい。
【００２９】
集電体の厚さは、特に限定されないが、１μｍ〜１００μｍ程度である。
【００３０】
（正極活物質層）
正極は、正極活物質を含む。このほかにも、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。化学架橋または物理架橋によりゲル電解質として正極および負極内に十分に浸透させている。
【００３１】
正極活物質としては、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される、遷移金属とリチウムとの複合酸化物を使用できる。具体的には、ＬｉＣｏＯ２等のＬｉ・Ｃｏ系複合酸化物、ＬｉＮｉＯ２等のＬｉ・Ｎｉ系複合酸化物、スピネルＬｉＭｎ２Ｏ４等のＬｉ・Ｍｎ系複合酸化物、ＬｉＦｅＯ２等のＬｉ・Ｆｅ系複合酸化物等が挙げられる。この他、ＬｉＦｅＰＯ４等の遷移金属とリチウムのリン酸化合物や硫酸化合物；Ｖ２Ｏ５、ＭｎＯ２、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＭｏＯ３等の遷移金属酸化物や硫化物；ＰｂＯ２、ＡｇＯ、ＮｉＯＯＨ等が挙げられる。
【００３２】
正極活物質の粒径は、製法上、正極材料をペースト化してスプレーコート等により製膜し得るものであればよいが、さらに双極型電池の電極抵抗を低減するために、電解質が固体でない溶液タイプのリチウムイオン電池で用いられる一般に用いられる粒径よりも小さいものを使用するとよい。具体的には、正極活物質の平均粒径が０．１μｍ〜１０μｍであるとよい。
【００３３】
高分子ゲル電解質は、イオン導伝性を有する固体高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものであるが、さらに、リチウムイオン伝導性を持たない高分子の骨格中に、同様の電解液を保持させたものも含まれる。
【００３４】
ここで、高分子ゲル電解質に含まれる電解液（電解質塩および可塑剤）としては、通常リチウムイオン電池で用いられるものであればよい。例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩の中から選ばれる、少なくとも１種類のリチウム塩（電解質塩）を含み、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等の環状カーボネート類；ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネート類；テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１、４−ジオキサン、１、２−ジメトキシエタン、１、２−ジブトキシエタン等のエーテル類；γ−ブチロラクトン等のラクトン類；アセトニトリル等のニトリル類；プロピオン酸メチル等のエステル類；ジメチルホルムアミド等のアミド類；酢酸メチル、蟻酸メチルの中から選ばれる少なくとも１種類または２種以上を混合した、非プロトン性溶媒等の有機溶媒（可塑剤）を用いたもの等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００３５】
イオン伝導性を有する高分子としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体等が挙げられる。
【００３６】
高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン導伝性を持たない高分子としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリビニルクロライド（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。なお、ＰＡＮ、ＰＭＭＡ等は、どちらかと言うとイオン伝導性がほとんどない部類に入るものであるため、上記イオン伝導性を有する高分子とすることもできるが、ここでは高分子ゲル電解質に用いられるリチウムイオン伝導性を持たない高分子として例示したものである。
【００３７】
上記リチウム塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０等の無機酸陰イオン塩、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ等の有機酸陰イオン塩、またはこれらの混合物等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００３８】
導電助剤としては、アセチレンブラック、カーボンブラック、グラファイト等が挙げられる。ただし、これらに限られるわけではない。
【００３９】
本実施形態では、これら電解液、リチウム塩、および高分子（ポリマー）を混合してプレゲル溶液を作成し、正極および負極に含浸させている。
【００４０】
正極における、正極活物質、導電助剤、バインダーの配合量は、電池の使用目的（出力重視、エネルギー重視等）、イオン伝導性を考慮して決定すべきである。例えば、正極内における電解質、特に固体高分子電解質の配合量が少なすぎると、活物質層内でのイオン伝導抵抗やイオン拡散抵抗が大きくなり、電池性能が低下してしまう。一方、正極内における電解質、特に固体高分子電解質の配合量が多すぎると、電池のエネルギー密度が低下してしまう。したがって、これらの要因を考慮して、目的に合致した固体高分子電解質量を決定する。
【００４１】
正極の厚さは、特に限定するものではなく、配合量について述べたように、電池の使用目的（出力重視、エネルギー重視等）、イオン伝導性を考慮して決定すべきである。一般的な正極活物質層の厚さは１０〜５００μｍ程度である。
【００４２】
（負極活物質層）
負極は、負極活物質を含む。このほかにも、導電助剤、バインダー等が含まれ得る。負極活物質の種類以外は、基本的に「正極」の項で記載した内容と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４３】
負極活物質としては、溶液系のリチウムイオン電池でも使用される負極活物質を用いることができる。例えば、金属酸化物、リチウム−金属複合酸化物金属、カーボン等が好ましい。より好ましくは、カーボン、遷移金属酸化物、リチウム−遷移金属複合酸化物である。さらに好ましくは、チタン酸化物、リチウム−チタン複合酸化物、カーボンである。これらは１種単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。
【００４４】
特に、本実施形態にあっては、正極活物質層は、正極活物質として、リチウム−遷移金属複合酸化物を用い、負極活物質層は、負極活物質として、カーボンまたはリチウム−遷移金属複合酸化物を用いることによって、容量、出力特性に優れた電池を構成できる。
【００４５】
（電解質層）
電解質層は、イオン伝導性を有する高分子から構成される層であり、イオン伝導性を示すものであれば材料は限定されない。
【００４６】
本実施形態の電解質は、高分子ゲル電解質であり、基材としてセパレータにプレゲル溶液を含浸させた後、化学架橋または物理架橋により高分子ゲル電解質として用いている。
【００４７】
このような高分子ゲル電解質は、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）等のイオン導伝性を有する全固体高分子電解質に、通常リチウムイオン電池で用いられる電解液を含んだものである。さらに、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等のリチウムイオン導伝性を持たない高分子の骨格中に、同様の電解液を保持させたものも高分子ゲル電解質に含まれる。これらについては、正極に含まれる電解質の一種として説明した高分子ゲル電解質と同様であるため、ここでの説明は省略する。高分子ゲル電解質を構成するポリマーと電解液との比率は幅広く、ポリマー１００％を全固体高分子電解質とし、電解液１００％を液体電解質とすると、その中間体はすべて高分子ゲル電解質にあたる。なお、ポリマー電解質と言う場合には、高分子ゲル電解質および全固体高分子電解質の両方が含まれる。また、セラミックなどのイオン伝導性を持つ無機固体型電解質も全固体型電解質にあたる。
【００４８】
高分子ゲル電解質は、電池を構成する高分子電解質のほか、上記したように正極または負極にも含まれ得る。電池を構成する高分子電解質、正極、負極によって異なる高分子電解質を用いてもよいし、同一の高分子電解質を使用してもよいし、層によって異なる高分子電解質を用いてもよい。
【００４９】
ここで、上記、高分子ゲル電解質、固体高分子型電解質、無機固体型電解質すべてを含めて固体電解質とする。
【００５０】
電池を構成する電解質の厚さは、特に限定されるものではない。しかしながら、コンパクトな双極型電池を得るためには、電解質としての機能が確保できる範囲で極力薄くすることが好ましい。一般的な固体高分子電解質層の厚さは１０〜１００μｍ程度である。ただし、電解質の形状は、製法上の特徴を生かして、電極（正極または負極）の上面ならびに側面外周部も被覆するように形成することも容易であり、機能、性能面からも部位によらず常にほぼ一定の厚さにする必要はない。
【００５１】
双極型二次電池の電解質層として固体電解質を用いることにより漏液を防止することが可能となり、双極型電池特有の問題である液絡を防ぎ、信頼性の高い双極型電池を提供できる。また、漏液がないため、シール部３０の構成を簡易にすることもできる。よって、双極型二次電池を容易に作成することが可能になる。さらに、双極型電池積層体の信頼性を高めることができる。
【００５２】
固体電解質としては、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド（ＰＰＯ）、これらの共重合体のような公知の固体高分子電解質が挙げられる。固体高分子電解質層中には、イオン伝導性を確保するために支持塩（リチウム塩）が含まれる。支持塩としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２、またはこれらの混合物等が使用できる。ただし、これらに限られるわけではない。ＰＥＯ、ＰＰＯのようなポリアルキレンオキシド系高分子は、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２、ＬｉＮ（ＳＯ２Ｃ２Ｆ５）２等のリチウム塩をよく溶解しうる。また、架橋構造を形成することによって、優れた機械的強度が発現する。
【００５３】
前記電池要素２０は、図４に示すように、正極活物質層２３、電解質層２５および負極活物質層２４が積層されることによって構成されている。電池要素２０は、隣接する集電体２２の間に挟まれる。電解質層２５は、正極および負極のポーラスに電解質材料を染み込ませてもよく、基材をなすセパレータ２５ａ（図６）に電解質を保持させて構成させてもよい。
【００５４】
（シール部）
シール部３０は、図２に示すように、単電池層２６の外周部に設けられ、電解質のイオン伝導度を下げないために、図４に示した電池要素２０と外気との接触が遮断されている。電解質として、液体または半固体のゲル状の電解質だけではなく、固体状の電解質を使用している。シール部３０を設けることで、空気あるいは空気中に含まれる水分と活物質とが反応することを防止している。また、液体または半固体のゲル状の電解質を使用する場合に生じ得る、液漏れによる液絡も防止している。
【００５５】
シール部３０は、図５および図６に示すように、シール前駆体２７とセパレータ２５ａを設置した双極型電極２１を複数積層し、圧縮することによって形成する。詳しくは、図５に示すように、双極型電極２１の集電体２２上の負極２４の外周部にシール前駆体２７を設置し、次に、図６に示すように、双極型電極２１を覆うようにセパレータ２５ａを設置する。そして、さらにそのセパレータ２５ａの上部に上記シール前駆体２７と同じ部分に位置させてシール前駆体２７を設置する。セパレータ２５ａの上下にシール前駆体２７を設置した双極型電極を複数積層し単電池層２６が積層された双極型電池構造体を作成する。図２においては、双極型電極を６枚重ねることで単電池層が５層積層されているが、層の数は任意に選択できる。双極型電池構造体を熱プレス機などで圧縮し、シール前駆体２７をつぶし硬化させることでシール部３０を設け、双極型電池積層体４０を作成する。形成したシール部３０によって、電解質が単電池層２６から外部に漏出しなくなり、さらに単電池層２６と外気との接触が遮断されている。また、シール部３０は、セパレータ２５ａを貫通またはセパレータ２５ａの側面全周を覆っていることが望ましい。セパレータ２５ａの内部を介して単電池層２６と外気とが接触することを確実に遮断できるからである。
【００５６】
双極型電池構造体の最上面または最下面には、正極活物質層または負極活物質層が位置されることになるが、最上面および最下面に位置される双極型電池積層体からは正極活物質層または負極活物質層が取り除かれる。図５および図６では、負極の外周部にシール前駆体２７、セパレータ２５ａを設置することが示してあるが、これとは逆に負極活物層２４を正極活物層２３に置き換えてシール部を形成しても構わない。
【００５７】
シール前駆体として、例えば、加圧変形させることによって集電体２２に密着するゴム系樹脂、または加熱加圧して熱融着させることによって集電体２２に密着するオレフィン系樹脂などの熱融着可能な樹脂を好適に利用することができる。
【００５８】
シール前駆体として、ゴム系樹脂を用いていることができる。ゴム系樹脂を用いるゴム系のシール部３０にあっては、ゴム系樹脂の弾性を利用して単電池層２６と外気との接触を遮断することができる。また、振動や衝撃などによる応力が反復的に双極型電池積層体４０に作用する環境下でも、ゴム系シール部３０は、双極型電池積層体４０の捩じれや変形に追従して容易に捩じれや変形ができるので、シール効果を保持することができる。さらに、熱融着処理を行なう必要がなく、電池製造工程が簡略化される点でも有利である。ゴム系樹脂としては、特に制限されるものではないが、好ましくは、シリコン系ゴム、フッ素系ゴム、オレフィン系ゴム、ニトリル系ゴムよりなる群から選択されるゴム系樹脂である。これらのゴム系樹脂は、シール性、耐アルカリ性、耐薬品性、耐久性・耐候性、耐熱性などに優れ、使用環境下でもこれらの優れた性能、品質を劣化させずに長期間維持することができる。このため、単電池層２６と外気との接触の遮断つまり単電池層２６のシールを、効果的かつ長期にわたって行なうことができるからである。ただし、例示したゴム系樹脂に制限されるものではない。
【００５９】
熱融着可能な樹脂を用いる熱融着樹脂系シール部にあっては、電解質層２５と２枚の双極型電極２１とを積層した電池要素２０を、積層方向に沿う両側から加圧および加熱すると、熱融着によって単電池層２６と外気との接触を遮断することができる。熱融着可能な樹脂としては、シール部として双極型電池積層体４０のあらゆる使用環境下にて、優れたシール効果を発揮することができるものであれば特に制限されるものではない。好ましくは、シリコン、エポキシ、ウレタン、ポリブタジエン、オレフィン系樹脂（ポリプロピレン、ポリエチレンなど）、パラフィンワックスよりなる群から選択される樹脂である。これらの熱融着可能な樹脂は、シール性、耐アルカリ性、耐薬品性、耐久性・耐候性、耐熱性などに優れ、使用環境下でもこれらの優れた性能、品質を劣化させずに長期間維持することができる。これは、単電池層２６と外気との接触の遮断つまり単電池層２６のシールを、効果的かつ長期にわたって防止することができるからである。ただし、例示した熱融着可能な樹脂に制限されるものではない。より好ましくは、集電体２２との接着性を向上させた樹脂が好ましく、例えば、変性ポリプロピレンなどが挙げられる。なお、加熱する際の温度条件としては、熱融着可能な樹脂の熱融着温度よりも高い温度であって他の電池部品に影響を及ぼさない範囲の温度であればよく、熱融着可能な樹脂の種類に応じて適宜決定すればよい。例えば、変性ポリプロピレンなどでは、２００℃程度が好適であるが、これに制限されるものではない。加圧する個所および加熱する個所については、ゴム系シール部３０の場合と同様である。
【００６０】
シール部３０は、非融着層を融着層で挟み込んだ三層フィルムから構成することもできる。
【００６１】
シール部３０の大きさは、図２に示されるように集電体２２の端部から面方向にはみ出さない程度の大きさには限定されず、集電体２２の端部から面方向にはみ出す程度の大きさを有していてもよい。集電体２２の外周縁部同士の接触による内部ショートを確実に防止できるからである。
【００６２】
シール部を電解質層から独立させて単電池層の周囲に配置することもできるが、この場合には、電池製造時においては、電解質層の積層とシール部の積層とを別個に行わなければならず、製造工程が複雑化ないし煩雑化する虞がある。これに対して、本実施形態では、シール部３０を電解質層２５上に設けてあるので、電池製造時においては、電解質層２５の積層とシール部３０の積層とを同時に行うことができる。電池製造工程が複雑にならない結果、製品のコスト低減を図ることもできる。
【００６３】
（セパレータ）
セパレータ２５ａには、微多孔膜セパレータおよび不織布セパレータのいずれも利用することができる。
【００６４】
微多孔膜セパレータとしては、例えば、電解質を吸収保持するポリマーからなる多孔性シートを用いることができる。ポリマーの材質としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ＰＰ／ＰＥ／ＰＰの３層構造をした積層体、ポリイミドなどが挙げられる。
【００６５】
不織布セパレータとしては、例えば、繊維を絡めてシート化したものを用いることができる。また、加熱によって繊維同士を融着することにより得られるスパンボンドなども用いることができる。すなわち、繊維を適当な方法でウェブ（薄綿）状またはマット状に配列させ、適当な接着剤あるいは繊維自身の融着力により接合して作ったシート状のものであればよい。使用する繊維としては、特に制限されるものではなく、例えば、綿、レーヨン、アセテート、ナイロン、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリイミド、アラミドなど従来公知のものを用いることができる。これらは、使用目的（電解質層２５に要求される機械強度など）に応じて、単独または混合して用いる。
【００６６】
セパレータ２５ａの外周部に配置されるシール用のシール前駆体の形状は、単電池層２６をシールする効果を有効に発現することができるものであればよく、特に制限されるものではない。例えば、断面矩形形状、断面半円形状や断面楕円形状となるようにシール用のシール前駆体を配置することができる。
【００６７】
（接着部）
接着部９０は、図１Ａに示すように、積層する双極型電池積層体４０同士や双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０とを接着する。接着部９０は電池性能を向上させるために接着面全体に塗らないようにして接着する。ここで、接着部９０は、図１Ｂに示すように、双極型電池積層体４０同士を双極型電池積層体４０同士が当接される接着面の全面で接着しておらず、接着面の一部で接着している。同様に、双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０の両方とも双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０とが当接する接着面の全面で接着しておらず、接着面の一部で接着している。接着面の全面で接着していないため、電気絶縁性が高い接着剤（たとえば、エポキシ樹脂系接着剤）の使用においても、双極型電池積層体４０同士および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０との接着剤を塗布していない非接着部が電気的に接触しているため、電流は流れる。これは、電気絶縁性が高いエポキシ樹脂を使用しても、双極型電池積層体４０同士および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０とを接着するための接着剤が接着面（集電体）の表面の微小な凹凸に入り込むことから、接着面同士の間には非常に多くの接触箇所が存在するからである。さらに具体的には、双極型電池積層体４０の電池要素２０においては、双極型電池積層体４０の表面積の５から８０％までの面積に接着部を設け、詳細には５から３０％までの面積に接着部を設けると出力密度が良い。
【００６８】
各双極型電池積層体４０間には、図１Ｂに示すような接着部９０が設けられ、双極型電池積層体４０同士を相互に固定する。接着部９０は、双極型電池積層体４０の最外層の集電体２２の表面に次に示すパターンで設けられている。ここで、本願発明の接着部９０は、接着する表面の全面ではなく少なくとも一部に設けることを特徴としている。
【００６９】
図７には、第１の実施の形態に係る接着パターンが示されている。この接着パターンは、接着部９０を双極型電池積層体４０の表面の全面に形成するのではなく、双極型電池積層体の表面の一部分あるいは数箇所に形成するものである。具体的な設置パターンとしてバリエーション１ないし３が示されている。
【００７０】
図７のバリエーション１は、接着部を所定の大きさの四角形で形成し、接着部を双極型電池積層体４０の表面の任意の複数の位置に設置したものである。ここで、接着部の形状を四角形として示したが、これに制限されるものではなく、多角形など任意の形状でも良く、それら任意の形状を組み合わせても良い。
【００７１】
図７のバリエーション２は、接着部を点状に形成し、接着部を双極型電池積層体４０の表面の任意の複数の位置へ設置したものである。
【００７２】
図７のバリエーション３は、接着部を所定の長さおよび太さを有した線状に形成し、接着部を双極型電池積層体４０の表面上に一筆書きのように形成したものである。
【００７３】
図７に示すような接着部９０を設けることによって、ズレにより発生する抵抗の増加を防止することができる。さらに、重量、体積が減少し、出力密度の向上も可能である。
【００７４】
＜第２の実施形態＞
第２の実施の形態に係る双極型電池１０の基本的な構造は、上記した図１から図６と同一であるので、その構造の説明は省略する。第１の実施の形態と第２の実施の形態とで唯一異なるのは、双極型電池積層体４０相互間および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０を接着するための接着パターンのみである。
【００７５】
図８には、第２の実施の形態に係る接着パターンが示されている。この接着パターンは、接着部９０を双極型電池積層体４０の電池反応部ではなくシール部に形成したものである。具体的な設置パターンとしてバリエーション１ないし３が示されている。
【００７６】
図８のバリエーション１は、シール部上の四隅に所定の大きさで接着部を設置したものである。
【００７７】
図８のバリエーション２は、シール部上に所定の大きさで一定の間隔を保ちながら複数の位置に接着部を設置したものである。ここで、バリエーション２では一定の間隔で接着部を設置しているが、これに制限されるものではなく任意の間隔で接着部を設置しても良い。しかしながら、それらの接着部の重心位置が双極型電池積層体４０の重心位置に一致していることで防振性能が向上するため、一定の間隔で接着部を設ける方が望ましい。
【００７８】
図８のバリエーション３は、シール部の全周に一本の所定の太さで接着部を設置したものである。ここで、接着部は一本の環状で形成したが、これに制限されるものではなく、複数本の環状で形成しても良く、環状を形成する線も実線ではなく破線にしても良い。
【００７９】
図８に示すような接着部９０によって、電池反応部に接着部がなくなるため、抵抗増加がなくなり、加振性能が向上しつつ、電池の出力密度が高い双極型二次電池を構成できる。
【００８０】
＜第３の実施形態＞
第３の実施の形態に係る双極型電池１０の基本的な構造は、上記した図１から図６と同一であるので、その構造の説明は省略する。第１の実施の形態と第３の実施の形態とで唯一異なるのは、双極型電池積層体４０相互間および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０を接着するための接着パターンのみである。
【００８１】
図９には、第３の実施の形態に係る接着パターンが示されている。この接着パターンは、双極型電池積層体４０の接着面上に形成した接着部９０の当該接着面上の重心位置が双極型電池積層体４０の重心位置と合うように設置したものである。具体的な設置パターンとしてバリエーション１ないし３が示されている。
【００８２】
図９のバリエーション１は、接着部を所定の大きさの四角形で形成し、双極型電池積層体の重心位置と４箇所に設置した接着部９０で形成される面上の重心位置が重なるような設置パターンである。ここで、接着部の形状を四角形と示したが、これに制限されるものではなく、多角形など任意の形状でも良く、それら任意の形状を組み合わせて図９のバリエーション２に示すように設置しても良い。
【００８３】
図９のバリエーション３は、所定の長さおよび太さを有した線状の接着部を接着面の対角線上に２本形成し、双極型電池積層体の重心位置と形成した接着部の重心位置が一致するような設置パターンである。ここで、接着部が対角線上に２本位置することを示したが、これに制限されるものではなく、複数本の線状の接着部が所定の位置に設置されていても良く、双極型電池積層体の重心位置と形成した接着部の重心位置が一致すれば良い。
【００８４】
図９に示すように接着部９０を形成すると、接着面の重心位置と双極型電池積層体４０の重心位置が一致するので、防振性能が向上する。さらに、接着箇所が必要最低限であるので、接着剤の使用量が少なくてすみ、その分、重量、体積が減少し、出力密度が向上する。
【００８５】
＜第４の実施形態＞
第４の実施の形態に係る双極型電池１０の基本的な構造は、上記した図１から図６と同一であるので、その構造の説明は省略する。第１の実施の形態と第４の実施の形態とで唯一異なるのは、双極型電池積層体４０相互間および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０を接着するための接着パターンのみである。
【００８６】
図１０には、第４の実施の形態に係る接着パターンが示されている。この接着パターンは、双極型電池積層体４０の接着部を複数の点状で形成したものである。
【００８７】
図１０のバリエーション１は、接着面の対角線に沿って接着面の中心に対して点対象に２箇所の接着部９０を点状に設けたものである。このように、点状に２点設けただけでも、双極型電池積層体４０相互のおよび双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０の位置ズレの発生を防止することができる。
【００８８】
図１０のバリエーション２は、接着面の中心に対して点対象に３箇所の接着部９０を点状に設けたものである。このように、点状に３点設けることによって、面上を回転する方向の位置ズレを効果的に防止することができる。
【００８９】
図１０のバリエーション３は、接着面に一定の間隔で規則的に点状の接着部９０を設けたものである。このように、接着部９０を設けることによって、強固な接着力を得ることができ、双極型電池積層体４０相互間および双極型電池積層体４０と電極タブ５０、６０の位置ズレの発生を防止することができる。
【００９０】
図１０に示すように接着部９０を設けることによって、重量増加、電流阻害を最小限にしつつ、回転方向のズレを防止し、抵抗の増加を防止することができる。
【００９１】
以上、第１の実施の形態から第４の実施の形態で示した接着部９０には、シール部と同様の接着剤に加え、導電性を有する接着剤を用いることができる。導電性を有する接着剤には、たとえば、導電性フィラーとして、Ａｇ微粒子、Ａｕ微粒子、Ｃｕ微粒子、Ａｌ金属微粒子、ＳＵＳ微粒子、Ｔｉ微粒子、カーボン微粒子を用いることができる。双極型電池積層体４０の接着面において電池反応に寄与する部分に接着剤を配置する場合に特に有効である。接着剤が導電性を有すると、接着剤部が電子伝導性を持ち、抵抗の増大を防ぐことが可能になるからである。また、振動が加わっても接着部が導電性を持つため、抵抗の増大を防ぐことが可能になるからである。
【００９２】
このように、接着部が導電性を有すると、接触抵抗が低減され電池の出力密度が向上する。また、加振性能が向上する。
【００９３】
以上の第１の実施形態から第４の実施形態は、双極型二次電池に関するものであるが、次の第５の実施の形態は、第１の実施形態から第４の実施形態に記載された双極型二次電池を複数接続して形成した組電池に関するものである。
【００９４】
以下に、この組電池について説明する。
【００９５】
＜第５の実施形態＞
以上説明してきた双極型二次電池１０を、直列に又は並列に複数接続して組電池２５０（図１１参照）を形成し、この組電池２５０をさらに複数、直列に又は並列に接続して複数の組電池３００を形成することもできる。図示する組電池２５０は、上記双極型二次電池１０を複数個積層してケース内に収納し、各双極型二次電池１０を並列に接続したものである。正極側または負極側のバスバーは、それぞれ接続穴内に導電バーを介して接続されている。図１１は、本発明の第５の実施形態に係る複数の組電池３００の平面図（図Ａ）、正面図（図Ｂ）、側面図（図Ｃ）を示しているが、作成した組電池２５０は、バスバーのような電気的な接続手段を用いて相互に接続し、組電池２５０は接続治具３１０を用いて複数段積層される。何個の双極型二次電池１０を接続して組電池２５０を作成するか、また、何段の組電池２５０を積層して複数の組電池３００を作成するかは、搭載される車両（電気自動車）の電池容量や出力に応じて決めればよい。
【００９６】
第５の実施形態によれば、双極型二次電池１０を直列、並列、または直並列に接続して組電池化したことにより、容量および出力を自由に調整できる電池を製作することができる。しかも、双極型電池積層体４０を用いた双極型二次電池１０のそれぞれは、電池要素２０内においては積層方向に電流が流れるという双極型電池積層体４０の利点を生かした構造を有している。そして、双極型二次電池１０の形成が容易なものとされているため、これを通して、双極型二次電池１０を複数個電気的に接続してなる複数の組電池３００の形成も容易なものとなる。また、双極型二次電池１０は高寿命で信頼性が高いことから、複数の組電池３００も高寿命で高い信頼性を有する。また一部の組電池２５０が故障しても、その故障部分を交換するだけで修理が可能になる。
【００９７】
＜第６の実施形態＞
第６の実施の形態は、第１の実施形態から第４の実施形態で示した双極型二次電池１０または第５の実施形態で示した複数の組電池３００を搭載した車両に関するものである。
【００９８】
図１２は、本発明に係る双極型二次電池および双極型二次電池を複数個接続した組電池を搭載した車両４００を示す。上述した双極型二次電池１０および複数の組電池３００を自動車や電車などの車両に搭載し、モータなどの電気機器の駆動用電源に使用することができる。上述したように双極型二次電池１０および複数の組電池３００の形成は容易であるので、車両に搭載される駆動用電源の形成が容易なものとなる。
【００９９】
複数の組電池３００を、車両４００に搭載するには、図１２に示すように、車両４００の車体中央部の座席下に搭載する。座席下に搭載すれば、車内空間およびトランクルームを広く取ることができるからである。なお、複数の組電池３００を搭載する場所は、座席下に限らず、後部トランクルームの下部でも良いし、車両前方のエンジンルームでも良い。以上のような複数の組電池３００をハイブリット車、電気自動車、燃料電池車などの車両４００に用いることにより、高い耐久性を有し、長期間使用しても十分な出力を有する信頼性の高い車両を提供できる。さらに、燃費、走行性能に優れた車両４００を提供できる。
【０１００】
なお、本発明では、複数の組電池３００だけではなく、使用用途によっては、図１１に示した組電池２５０、図１Ａに示した双極型二次電池１０のみを搭載するようにしても良いし、これら複数の組電池３００、組電池２５０と双極型二次電池１０を組み合わせて搭載するようにしてもよい。また、本発明の組電池または組電池を搭載することのできる車両としては、上記のハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車が好ましいが、これらの自動車に制限されるものではない。
【実施例】
【０１０１】
第１の実施形態から第４の実施形態で示した各構成の双極型二次電池を製作した。評価項目は、各構成の双極型二次電池の重量、および、充放電および熱振動を加えた試験の前後における、実験から得られた容量維持率、抵抗、抵抗増加率である。以下、本実施例に関わる双極型二次電池ならびに双極型二次電池の作成法について、実施例に基づいて具体的に説明するが、例示した実施例により本発明は限定されるものではない。
【０１０２】
（双極型電池要素の作製）
（集電体）
集電体として、厚さ２０μｍのＳＵＳ箔を使用した。
【０１０３】
（正極）
集電体上の一側面に正極を形成するために、まず、正極活物質、導電助剤、アセチレンブラック、バインダーを所定の比で混合して正極スラリーを作製する。正極活物質としてＬｉＭｎ２Ｏ４を８５ｗｔ％と、導電助剤としてアセチレンブラックを５ｗｔ％と、バインダーとしてＰＶＤＦを１０ｗｔ％と、を用いた。スラリー粘度調整溶媒として、ＮＭＰを用い塗布工程に最適な粘度になるまで添加し、正極スラリーを作製した。集電体であるＳＵＳ箔（厚さ２０μｍ）の片面に上記正極スラリーを塗布し乾燥させて３０μｍの電極層の正極を形成した。
【０１０４】
（負極）
集電体上の正極に対向する他側面に負極を形成するために、まず、負極活物質、バインダーを所定の比で混合して負極スラリーを作製する。負極活物質としてハードカーボンを９０ｗｔ％と、バインダーとしてＰＶＤＦを１０ｗｔ％と、を用いた。スラリー粘度調整溶媒として、ＮＭＰを用い塗布工程に最適な粘度になるまで添加し、負極スラリーを作製した。正極を塗布したＳＵＳ箔の反対面に、上記負極スラリーを塗布し乾燥させて３０μｍの電極層の負極を形成した。
【０１０５】
（双極型電極）
集電体であるＳＵＳ箔の両面に正極と負極がそれぞれ形成されることにより、双極型電極を形成した。
【０１０６】
これらの双極型電極を１６０×１３０（ｍｍ）に切り取り、正極、負極ともに外周部を１０ｍｍ剥がし取ることにより、集電体であるＳＵＳ表面を露出した。これにより、正極と負極の電極面がそれぞれ１４０×１１０（ｍｍ）であり、外周部に１０ｍｍの集電体であるＳＵＳ箔が露出されたシール部を備える双極型電極を作製した（図３参照）。
【０１０７】
（電解質層の形成）
双極型電極を複数積層し電池要素とするために、まず、双極型電極の正極と負極の電極面に電解質層を形成する。電解質層の形成のためにまず、電解液とホストポリマーを所定の比で混合して電解質材料を作製した。電解液としてＰＣ−ＥＣ  １ＭＬｉＰＦ６を９０ｗｔ％と、ホストポリマーとしてＨＦＰコポリマーを１０％含むＰＶｄＦ−ＨＦＰを１０ｗｔ％と、を使用した。粘度調製溶媒として、ＤＭＣを塗布工程に最適な粘度になるまで添加し、プレゲル電解質を作製した。このプレゲル電解質を両面の正極と負極の電極部に塗布しＤＭＣを乾燥させることでゲル電解質の染み込んだ双極型電極を完成させた。
【０１０８】
（シール前駆体の形成）
双極型電極の正極周辺部の電極未塗布部分にディスペンサを用いて、図５のように双極型電極の外周部にシール前駆体（１液性未硬化エポキシ樹脂）を塗布した。
【０１０９】
次に１７０×１４０（ｍｍ）のセパレータ（ポリエチレンセパレータ：１２μｍ）を正極側に集電体であるＳＵＳ箔すべてを覆うように設置した。
【０１１０】
その後、セパレータの上から電極未塗布部分（前記シール材を塗布した部分と同じ部分）にディスペンサを用いて、図６のように双極型電極の外周部にシール前駆体（１液性未硬化エポキシ樹脂）を塗布した。
【０１１１】
（積層工程）
以上のようにして作製した双極型電極を６枚重ねることで単電池層が５層積層された双極型電池構造体を作製した。
【０１１２】
（双極型電池のプレス）
上記双極型電池構造体を熱プレス機により面圧１ｋｇ／ｃｍ２、８０℃で１時間熱プレスすることにより、未硬化のシール部（エポキシ樹脂）を硬化した。この工程によりシール部を所定の厚みまでプレス、さらに硬化を行うことが可能になる（図２参照）。
以上のようにして単電池層が５層積層された双極型電池積層体を完成させた。
【０１１３】
（実施例１）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図７のバリエーション１のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をディスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１１４】
（実施例２）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図７のバリエーション２のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１１５】
（実施例３）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図７のバリエーション３のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１１６】
（実施例４）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図９のバリエーション１のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１１７】
（実施例５）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図９のバリエーション２のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１１８】
（実施例６）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図９のバリエーション３のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１１９】
（実施例７）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図１０のバリエーション１のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２０】
（実施例８）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図１０のバリエーション２のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２１】
（実施例９）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図１０のバリエーション３のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２２】
（実施例１０）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図１０のバリエーション３のような配置で導電性接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ銀ペースト分散タイプ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２３】
（実施例１１）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図８のバリエーション１のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２４】
（実施例１２）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図８のバリエーション２のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２５】
（実施例１３）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図８のバリエーション３のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をティスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２６】
（実施例１４）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間に図７のバリエーション１のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をディスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２７】
（実施例１５）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、電流出力用タブと双極型電池積層体の間に図７のバリエーション１のような配置で接着剤（常温硬化性２液混合タイプエポキシ）をディスペンサにより塗工し、接着部を作成した。
【０１２８】
（比較例１）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流取り出し用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。
【０１２９】
（比較例２）
以上のようにして作製した双極型電池積層体を、電気的に直列に接続されるように４つ重ねる。そして、その両端に電流出力用のアルミタブを挟み、外装材としてアルミラミネートを用いて真空密封することで単電池層が２０直列の双極型二次電池を作製した。このとき、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間および電流出力用タブと双極型電池積層体の間に弾性体を全面に挿入した。弾性体として導電性高分子材料を用いた。導電性高分子材料はポリプロピレンに導電性フィラーとしてカーボン材料を分散させた材料を用いた。
【０１３０】
（評価）
実施例１〜１３、比較例１、２のそれぞれの電池で充放電試験を行った。実験は０．５ｍＡの電流で８４Ｖまで定電流充電（ＣＣ）し、その後定電圧で充電（ＣＶ）し、あわせて１０時間充電した。その後、振動（入力加速度を２４．５ｍ／ｓ２とし１０〜１００Ｈｚまでの振動を常に印加）と熱サイクル（２５℃で１時間と６０℃で１時間を１サイクル）を２週間加えた。その後、放電を行い双極型二次電池の容量を確認した。加振前の容量を１００％とし、加振後の放電容量を表１に示す（充放電は定電流（ＣＣ）充放電により行い満充電を８４Ｖ、放電末を５０Ｖとした）。
【０１３１】
また、加振前と加振後でそれぞれ電池の内部抵抗を測定した。測定方法は交流インピーダンス測定であり１ｋＨｚの周波数で測定をした。比較例１の加振前の初期抵抗値を１００％とし、そのほかの電池の抵抗値を表２に示す。加振前の抵抗値を１００％とし、加振後の抵抗値を表３に示す。また、比較例２の電池重量を１００％とし、そのほかの電池の重量を表４に示す。
【０１３２】
【表１】
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【０１３３】
【表２】
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【０１３４】
【表３】
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【０１３５】
【表４】
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【０１３６】
（結果）
比較例１と実施例１〜１３を比較すると、接着剤、弾性体がないため、電池重量は軽いが加振後に電圧がなくなっており、比較例１の電池では防振性能が極めて低いことが明らかとなった。比較例１の双極型二次電池を解体すると、双極型電池積層体同士、双極型電池積層体と電流出力タブの間でずれが発生していた。このことから、本願発明が防振性能を高めることが明らかとなった。
【０１３７】
また、比較例２と実施例１〜１３を比較すると、比較例２では加振後の双極型二次電池の抵抗が大きく増加していた。比較例１と同様に双極型二次電池を解体すると、加振後では比較例１と同様に双極型電池積層体同士、双極型電池積層体と電流出力タブの間でずれが発生していた。
【０１３８】
詳しいメカニズムは明らかでないがこのずれが抵抗増大の原因であると考えられる。したがって今回の発明のように双極型電池積層体同士、双極型電池積層体と電流出力タブを接着、接合をさせることによって防振性能が高まることがわかった。また、双極型電池の重量を比較しても今回の発明の電池のほうが接着、接合部分が全面だけではなく一部分のため軽量であることもわかった。
【０１３９】
実施例１〜３と実施例４〜１３を比較すると、実施例１〜３の方が、加振後の抵抗増大が大きい。これは双極型電池積層体の重心位置と接着部の重心位置が一致しているため防振効果が向上しているためと考えられる。したがって、実施例４〜１３の電池の方が防振効果が高いことが明らかとなった。
【０１４０】
実施例１〜６と実施例７〜９を比較すると、実施例１〜６の方が、電池重量が重い。このことから、接着部を点とし、２点以上で固定することで、防振効果を維持しつつ、電池重量を減らせることが明らかとなった。
【０１４１】
実施例１〜９と実施例１０を比較すると、実施例１０の方が初期の電池抵抗が低い。特に実施例９と実施例１０を比較すると、接着部の位置は変わらないが実施例１０の方が初期の電池抵抗が小さいことがわかる。これは、接着部で使用した接着剤が導電性能を有するため、接着部の抵抗増大を抑えることが可能になっているものと考えられる。
【０１４２】
実施例１〜６と実施例１１〜１３を比較すると、実施例１１〜１３の方が初期の電池抵抗は低い。実施例１１〜１３は初期の電池抵抗は比較例１と同等であった。このことから、電池反応に関与しない部分つまりシール部に接着剤が配置されれば電池の接触抵抗を上げることなく防振性能の高い電池となることがわかった。
【０１４３】
実施例１４、１５と比較例２の抵抗増加率を比較すると、比較例２よりも実験例１４、１５の方が抵抗増加率が低く、双極型電池積層体と双極型電池積層体の間のみ、あるいは電流出力用タブと双極型電池積層体の間のみでも防振効果があることがわかった。
【産業上の利用可能性】
【０１４４】
本発明は、振動のある環境で使用するのに好適な双極型二次電池の製造に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１４５】
【図１Ａ】本発明の第１の実施形態に係る双極型二次電池の断面図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示した双極型二次電池の接着部を示す図である。
【図２】図１に示した双極型二次電池を構成する双極型電池積層体の断面図である。
【図３】図２に示した双極型電池積層体を構成する双極型電極の断面図である。
【図４】図２に示した双極型電池積層体が有する単電池層の説明に供する図である。
【図５】図３に示した双極型電極の外周部にシール前駆体を配置する様子を示す図である。
【図６】図６は、シール前駆体を配置した双極型電極上にセパレータを設置し、セパレータの上から電極の外周部上（前記シール前駆体を形成した部分と同じ部分）にシール前駆体を配置する様子を示した図である。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係る接着パターンを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る接着パターンを示す図である。
【図９】本発明の第３の実施の形態に係る接着パターンを示す図である。
【図１０】本発明の第４の実施の形態に係る接着パターンを示す図である。
【図１１】本発明の第５の実施形態に係る組電池を示す図である。
【図１２】本発明の第６の実施形態に係る車両として自動車を示す図である。
【符号の説明】
【０１４６】
１０  双極型二次電池、
２０  電池要素、
２１  双極型電極、
２２  集電体、
２３  正極活物質層、
２４  負極活物質層、
２５  電解質、
２５ａ  セパレータ、
２６  単電池層、
３０  シール部、
４０  双極型電池積層体、
５０、６０  電極タブ、
９０  接続部、
２５０  組電池、
３００  複数の組電池、
４００  車両。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２】
0005233435.tif 000008
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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